Характеристика компонентів системи

У чистому вигляді залізо зустрічається у формі метеоритного або у вкрапленнях гірських порід, що утворилися з магми

Залізо м'який, пластичний матеріал. Технічне залізо має наступні характеристики механічних властивостей:

s_в=250МПа; s_у=120МПа; d=50%; Y=85%; 80НВ.

Залізо — перехідний елемент VIII групи IV періоду, має порядковий номер 26. Атомна маса 55,85. Електрони по енергетичних рівнях розподілені в такий спосіб: 1S²2 S²2р⁶3 S²3р⁶3d⁶4 S².

Зовнішні електронні оболонки атома заліза мають конфігурацію З d⁶4 S². У конденсованих залізних фазах зовнішні електрони утворять енергетичний спектр із широких що перекриваються S - і d -полос. У зв'язку із цим переходи електронів на зовнішніх рівнях відбуваються порівняно легко, що легко, що обумовлює змінну валентність

Відповідно до діаграми фазової рівноваги (рис. 6.1) можливі шість станів заліза: газоподібний з дуже слабким вандерваальсовим міжатомним зв'язком і п'ять конденсованих станів з металевим зв'язком, енергія якої оцінюється в 320-340 Дж/кмоль. Конденсовані фази - рідке залізо й чотири кристалічні поліморфні модифікації: α- Fе; γ - Fе; δ - Fе; ε- Fе.

Залежно від зовнішніх умов кристалічне залізо може бути представлено одним із трьох типів кристалічних ґрат: кубічною об'ємноцентрованою (α- Fе і δ - Fе), кубічної гранецентрованою (γ-Fе ), гексагональною щільноупакованною (ε- Fе). Можливо ще один рівноважний стан. При дуже високих температурах газоподібне залізо іонізується й переходить у стан плазми. Залізна плазма, що складається з іонів і електронів, поєднуваних взаємодією кулонівського типу, не має яких-небудь принципових відмінностей від інших видів плазми й по ряду властивостей різко відрізняється від залізного газу.

При атмосферному тиску (штрихпунктирна лінія на рис. 6.1) модифікація α- Fе стійка від абсолютного нуля до точки Аз (1183° К). До точки А₂ (1041° К, точка Кюрі) залізо феромагнітне. При температурі, близької до точки А₂, тепловий рух атомів розбудовує одноманітну орієнтацію спинових магнітних моментів електронів і α- Fе стає парамагнітним. Раніше залізо в інтервалі А₂-А₃ позначали як самостійну поліморфну модифікацію β- Fе. Однак, оскільки втрата феромагнетизму не пов'язана зі зміною типу ґраток, цим позначенням зараз не користуються.

В інтервалі температур від А₃ до А₄ (1673 °К) стійке γ – Fе від А₄ до точки плавлення (1812 °К) стійке δ - Fе. Таким чином, особливість поліморфізму заліза у найбільш важливій для сучасної техніки області тисків і температур полягає в тім, що температурний інтервал існування модифікації з об 'ємноцентрованими ґратами розчленований на дві ділянки з областю стабільності модифікації із гранєцентрованими ґратами. Серед перехідних металів перетворення α- Fе - γ – Fе унікальне, тому що у всіх інших випадках перехід низькотемпературної модифікації у високотемпературну пов'язаний зі зменшенням щільності впакування.

Вуглець — елемент IV групи II періоду, порядковий номер 6, електронна структура 1 S²2 S²2р². Конфігурація зовнішніх електронних оболонок 2 S²2р². При втраті всіх чотирьох електронів зовнішньої оболонки атомний радіус суттєво зменшується(більш ніж в чотири рази). При розчиненні в залозі вуглець звичайно іонізується до С⁴⁺, малі розміри якого визначають відносно високу розчинність вуглецю в конденсованих залізних фазах (крім об 'ємноцентрированих упакувань), а також його високу дифузійної рухливість.

Вуглець поліморфний, на діаграмі стану показані області стійкості трьох модифікацій (рис. 6.2). В звичайних умовах стабільний графіт, що характеризується пошаровою будовою. Атомна структура одного шару гексагональна сітка, у вузлах якої розташовуються атоми вуглецю. Ковалентні зв'язки здійснюються спарюванням трьох валентних електронів кожного атома з електронами трьох навколишніх його сусідів . Четверті валентні електрони колективізуються, і це надає графіту металеві властивості: високу електричну провідність, непрозорість, блиск. Кожний шар графіту можна розглядати як плоску макромолекулу, поляризовану під дією сусідніх макромолекул. Дві інші модифікації вуглецю в залізовуглецевих сплавах не зустрічаються

Крім основних компонентів, технічні залізовуглецеві сплави містять ряд домішок. Їх можна розбити на три групи:

1) технологічні (звичайні) домішки (Мп, Р, S, Н, N. О);

2) легуючі й прим, якими модифікують і легують сплави
(елементи, що вводять спеціально в сплави , для регулювання, їхньої структури й властивостей; інколи ними можуть бути звичайні домішки в підвищених концентраціях);

3) випадкові або природні домішки, які попали у сплав пов'язане із природою та шихтовими матеріалами (мідь в уральських залізних рудах
залізних рудах, миш'як у керченській та т.і.).

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Діаграми стану залізовуглецевих сплавів	\|	Характеристика фаз

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.004 сек.